说明半导体中浅能级杂质和深能级杂质的作用有何不同

说明半导体中浅能级杂质和深能级杂质的作用有何不同,第1张

能级指能量很靠近导带底的电子束缚态,或能量很接近价带顶的空穴束缚态。浅能级中的电子或空穴,在稍高的温度(如室温)就基本上电离而成为在导带中的自由电子和价带中的自由空穴,起导电作用。深能级是指靠近导带的空穴束缚态,或能量很接近价带顶的电子束缚态。 半导体中的深能级所包括的范围十分广阔,可以是单个的杂质原子或缺陷,也可以是杂质和缺陷的络合体。它们往往可以连续接受几个电子,在禁带中形成多重能级,各对应于不同的电荷态。

半导体中掺入微量杂质时,杂质原子附近的周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态,在禁带中产加的杂质能级.杂质能级位于禁带上方靠近导带底附近.杂质能级上的电子很易激发到导带成为电子载流子.这种能提供电子载流子的杂质称为施主,相应能级称为施主能级.施主能级上的电子跃迁到导带所需能量比从价带激发到导带所需能量小得多.在锗或硅晶体中掺入微量三价元素硼、铝、镓等杂质原子时,杂质原子与周围四个锗(或硅)原子形成共价结合时尚缺少一个电子,因而存在一个空位,与此空位相应的能量状态就是杂质能级,通常位于禁带下方靠近价带处.价带中的电子很易激发到杂质能级上填补这个空位,使杂质原子成为负离子.价带中由于缺少一个电子而形成一个空穴载流子.这种能提供空穴的杂质称为受主杂质.存在受主杂质时,在价带中形成一个空穴载流子所需能量比本征半导体情形要小得多.半导体掺杂后其电阻率大大下降.加热或光照产生的热激发或光激发都会使自由载流子数增加而导致电阻率减小,半导体热敏电阻和光敏电阻就是根据此原理制成的.对掺入施主杂质的半导体,导电载流子主要是导带中的电子,属电子型导电,称N型半导体.掺入受主杂质的半导体属空穴型导电,称P型半导体.半导体在任何温度下都能产生电子-空穴对,故N型半导体中可存在少量导电空穴,P型半导体中可存在少量导电电子,它们均称为少数载流子.在半导体器件的各种效应中,少数载流子常扮演重要角色.http://www.big-bit.com/

深能级杂质(重金属杂质)主要是产生复合中心,减短非平衡载流子寿命;浅能级杂质(施主和受主杂质)主要是提供载流子。这两种杂质都将散射载流子,可使迁移率下降。详见“http://blog.163.com/xmx028@126/”中的有关说明。


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